(57)【要約】【課題】難削性の加工物に任意の方向及び大きさの孔を効率的に加工できる５軸レーザ加工装置を提供する。【解決手段】加工物（面板１００）を搭載するテーブル７はＣ軸，Ａ軸，Ｘ軸，Ｙ軸方向に同期制御される。このテーブル７の上方には、Ｚ軸方向に移動するレーザ装置のレーザ光用ヘッド３が配置される。加工物はＣ軸，Ａ軸，Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の同期制御により任意の方向及び大きさの孔をレーザにより効率的に加工することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
難削性の材料に任意の方向や大きさの孔加工を施すための加工装置であって、該装置は前記材料を搭載する部位が４軸方向に移動可能に形成される共に、前記材料の上部に垂直方向に移動可能なレーザ光発光装置が設けられることを特徴とする５軸レーザ加工装置。
【請求項２】
前記４軸が、前記垂直方向（Ｚ軸）に互いに直角するＸ軸，Ｙ軸と、前記Ｚ軸まわりに回転するＣ軸と、前記Ｚ軸と傾斜する方向にチルトするＡ軸とからなることを特徴とする請求項１に記載の５軸レーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工を必要とする難削性の材料に任意の方向や大きさの孔を加工するための５軸レーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より各種材料の孔加工には、加工具による孔加工の他にレーザ光による孔加工が採用されている。加工具による孔加工の場合には難削性の材料の加工は難しく、加工効率も加工具の寿命も劣る問題点があり、このため難削性の材料の加工にはレーザ光による加工が採用され、各種の加工装置が従来より開示されている。その一例として「特許文献１」が挙げられる。
【特許文献１】特開平５−１３８３９０号（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
「特許文献１」の「特開平５−１３８３９０号」の「レーザ加工機」は、レーザ発信器から集光レンズまでのレーザ光路長を一定することに特徴を有するものであるが、Ｚ軸，Ｙ軸，Ｃ軸，Ｂ軸方向に移動可能に形成されているものである。しかしながら、構造上ワークに任意の方向の孔加工をすることができない問題点がある。また、既存のレーザ加工装置として材料に任意の方向や大きさの孔加工ができるレーザ加工装置は見当らない。
一方、特殊の構造体に用いられる材料であって、難削性があると共に数多くの孔を任意の方向に孔加工することが必要のものがあり、例えば図１において難削材の面板１００には図示のように数多くの孔１が任意の方向に加工されるものが必要とされている。勿論この孔は任意の方向としているが、１つの理論的基準によって方向が決められているものではあり、方向が極めて複数に変化している孔のため、ここでは説明の都合上任意の方向と言う表現を採用している。このような孔加工はレーザ光によって加工することが最も効率的であるが、従来の切削加工装置では不可能であり、５軸加工が要請されている。
【０００４】
本発明は、以上の要請に鑑みて発明されたものであり、難削性の材料に任意の方向及び大きさの孔を多数個穿孔できる５軸レーザ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、難削性の材料に任意の方向や大きさの孔加工を施すための加工装置であって、該装置は前記材料を搭載する部位が４軸方向に移動可能に形成される共に、前記材料の上部に垂直方向に移動可能なレーザ光発光装置が設けられることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の発明は、請求項１の５軸レーザ加工装置において、前記４軸が、前記垂直方向（Ｚ軸）に互いに直角するＸ軸，Ｙ軸と、前記Ｚ軸まわりに回転するＣ軸と、前記Ｚ軸と傾斜する方向にチルトするＡ軸とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１の５軸レーザ加工装置によれば、難削性の材料を搭載した部位が、４軸方向に移動できると共に、レーザ光が垂直方向（Ｚ方向）から照射されるため、前記材料には任意の方向の孔を加工することができる。また、レーザ光の焦点位置や出力や加工方法を変えることにより大きさの異なる孔を加工することができる。
【０００８】
本発明の請求項２の５軸レーザ加工装置によれば、前記４軸がＸ，Ｙ，Ｃ，Ａ軸からなり、レーザ光がＺ軸方向から照射されるため、材料に任意の方向と大きさの孔をレーザ光によって効率的に加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の５軸レーザ加工装置の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１は本発明の５軸レーザ加工装置によってレーザ加工される面板１００の概要構造を示す。なお、この面板１００は難削材からなり、図示では平板状のものからなるが曲板やその他の形状のものでもよく、特に限定するものではない。また、孔１も図示のような位置に加工されているが、勿論これに限定するものではない。
【００１０】
難削材の一つであるインコネルはニッケル基の超合金であり、インコ社の商標であり、また、その商品名でもある。ニッケルをベースとし、鉄，クロム，ニオブ，モリブデン等の合金を含有するものであり、その含有量により各種のものがある。耐熱性、耐蝕性、耐酸化性、耐クリープ性などの高温特性に優れているが難削性のものであり、加工具による加工は一般に困難のものである。
【００１１】
図４及び図５は、曲板状のインコネルの面板１００に任意の方向の孔加工をレーザ光を用いて加工する５軸レーザ加工装置２００の概要構造を示すものである。
【００１２】
レーザ光用管路２はＺ軸方向に配置されるレーザ光用ヘッド３と、水平方向において装置の上に配置されるレーザ発振器４と、レーザ発振器４からのレーザ光を直角に曲げてレーザ光用ヘッド３側に送るビームベンダ５等とからなる。なお、レーザ光の強さはレーザ発振器４から発振されるレーザ光の光度を変化させると共に、レーザ光用ヘッド３からのレーザ光の焦点位置等を変化させることによって容易に行われる。
【００１３】
レーザ光用ヘッド３は垂直方向（Ｚ軸方向）に沿って上下動できるが、その動作は図示のようにＺ軸レーザーヘッドレース６ａやＺ軸リニアガイド６ｂ及びＺ軸リニアモータ６ｃ等により行われる。
【００１４】
加工物、例えば図１に示したインコネル材の面板１００等は、図５に示すテーブル７上に搭載されるが、このテーブル７をＣ軸まわりに回転させるテーブル回転機構部は、テーブル軸８をＤＤモータ９によって回転することにより行われる。
【００１５】
テーブル７を保持するテーブル本体１０はチルチング機構１１上に固定され、このチルチング機構１１はサドル１２上に支持される。なお、チルチング機構１１は公知技術であるが、このＡ軸まわりの回転はＤＤモータ１３により行われるが、その詳細構造の説明は省略する。
【００１６】
サドル１２とキャリッジ１４との間にはＸ軸方向にサドル１２を移動させるリニアガイド１５によって行われ、Ｘ軸リニアモータ１５ａが駆動源として配設される。
【００１７】
また、土台１６上に載置されるベッド１７とキャリッジ１４との間にはＹ軸方向にキャリッジ１４を移動させるリニアガイド１８が介設され、Ｙ軸リニアモータ１８ａが駆動源として配設される。
【００１８】
以上の構造により、テーブル７上に搭載される加工物（面板１００）はＣ軸，Ａ軸，Ｘ軸，Ｙ軸の４軸まわりの移動が可能になる。よって、レーザ光用ヘッド３がＺ軸方向に移動することに伴って、前記の４軸移動を同期制御することにより任意の向きの孔のレーザ加工ができることになる。
【００１９】
図２は向きの色々と異なる孔１を示し、図３はこの孔１を加工するための面板１００の移動形態を模式的に表した図である。
【００２０】
以上のように、本発明の５軸レーザ加工装置によれば、難削性の材料、例えばインコネル材に対して任意の方向の孔加工ができると共に、レーザ光の焦点位置と強度を変化させることにより孔のサイズを変化させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の５軸レーザ加工装置に使用されるレーザはＹＡＧレーザであるが、必ずしもＹＡＧレーザに限るものではない。また、材料もインコネル材に限定するものではない。ワークも面板に限定するものではなく、色々の形状のワークに対応することができる。よって、その利用範囲は極めて広い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の５軸レーザ加工装置によって孔がレーザ加工される面板を示す模式的斜視図。
【図２】面板にレーザ加工された方向の異なる孔を示す部分断面図。
【図３】本発明の５軸レーザ加工装置による面板の孔加工を示す部分拡大断面図。
【図４】本発明の５軸レーザ加工装置の側面図。
【図５】本発明の５軸レーザ加工装置の正面図。
【符号の説明】
【００２３】
１      孔
２      レーザ光用管路
３      レーザ光用ヘッド
４      レーザ発振器
５      ビームベンダ
６ａ    Ｚ軸レーザーヘッドベース
６ｂ    Ｚ軸リニアガイド
６ｃ    Ｚ軸リニアモータ
７      テーブル
８      テーブル軸
９      ＤＤモータ
１０    テーブル本体
１１    チルチング機構
１２    サドル
１３    ＤＤモータ
１４    キャリッジ
１５    リニアガイド
１５ａ  Ｘ軸リニアモータ
１６    土台
１７    ベッド
１８    リニアガイド
１８ａ  Ｙ軸リニアモータ
１００  面板
２００  ５軸レーザ加工装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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